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Analysis of genetic diversity of cowpea landraces from Korea determined by Simple Sequence Repeats and establishment of a core collection

  • Lee, Jeongran;Baek, Hyung-Jin;Yoon, Mun-Sup;Park, Sang-Koo;Cho, Yang-Hee;Kim, Chang-Yung
    • 한국육종학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.369-376
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    • 2009
  • Cowpea might have been introduced from China to Korea and cultivated for several hundred years but it has never been a staple food crop in Korea. In this study, genetic diversity of 492 Korean cowpea landrace accessions that have passport information was estimated using six SSR markers. The mean of Weir's gene diversity was 0.665 from all accessions investigated in the study. Cowpea gene diversity of six local provinces in Korea was ranged from 0.370 in accessions of Gangwon to 0.680 in Jeonra provinces. Low gene diversity of the cowpea genepool of Gangwon province was probably derived from relatively few introductions. Especially SSR markers VM36 and VM39 seem to be good markers to distinguish the Gangwon accessions from others by occurring at a specific locus with higher than 78% of allele frequency. Except for the Gangwon province with the low genetic diversity, gene diversity of cowpea accessions from other provinces was ranged from 0.600 to 0.680 indicating no big differences among provinces. Distribution pattern of the allele frequencies was similar among the other provinces. This may reveal that Korean farmers might exchange cowpea seeds easily with even their neighbors with geographical barriers. A core collection, 100 landraces, ca. 20% of base collection, was developed at the 70% of a similarity coefficient level using random sampling approaches after stratification of the entire landrace collection based on the phenetic dendrogram. The variability of SSR in the base and core collections of Korean cowpea landrace was compared by calculating Weir's gene diversity. The mean of Weir's gene diversity of the core was 0.707 while that of the base collection was 0.665. The higher diversity index in the core collection indicates that it maintains the initial variability and well represents the base collection. The core collection included one of determinate accession (IT 216155) and two of no branching type accessions (IT 103959 and IT 161024). The core collection could be used to guide more efficient management and utilization of the entire collection. This core collection should be revised periodically as additional accessions are collected and further characterization is conducted.

맞춤형 콘텐츠 구성 엔진의 설계 및 구현 (Design and Implementation of the Customized Contents Organization Engine)

  • 허선영;김은경
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.599-601
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    • 2009
  • 현재 이러닝 표준으로 채택하고 있는 SCORM은 런타임 시 학습자의 수준 변화에 따른 맞춤형 콘텐츠 제공이 어렵고, 선택적 학습을 제어하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 이러한 SCORM의 단점을 보완하기 위하여, 수준 평가 모듈, 콘텐츠 재구성 모듈, 문항 출제 모듈로 구성된 맞춤형 콘텐츠 구성 엔진(CCOE : Customized Contents Organization Engine)을 설계 및 구현하였다. 수준 평가 모듈은 문항반응이론을 기반으로 학습자의 수준을 평가하고, 문항 출제 모듈은 각 수준별로 랜덤하게 또는 학습자의 수준에 적합한 문항들을 추출하여 학습 이전 평가, 단원 평가 및 퀴즈로 제공하며, 퀴즈로 제공하기 위해 추출된 문항들을 콘텐츠 재구성 모듈로 전달한다. 콘텐츠 재구성 모듈은 콘텐츠에 태깅된 난이도를 검색하여 학습자의 수준에 적합한 콘텐츠를 추출하고, 문항 출제 모듈로부터 전달받은 퀴즈와 추출된 콘텐츠에 대한 시퀀스를 생성한다. 본 논문에서 제안한 CCOE를 활용하면, 각 단원별로 변화된 학습자의 수준을 재평가하여 변화된 수준에 적합한 학습 콘텐츠를 제공함으로써 학습 효과를 더 높일 수 있을 것으로 기대된다.

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High frequency somatic embryogenesis and plant regeneration of interspecific ginseng hybrid between Panax ginseng and Panax quinquefolius

  • Kim, Jong Youn;Adhikari, Prakash Babu;Ahn, Chang Ho;Kim, Dong Hwi;Kim, Young Chang;Han, Jung Yeon;Kondeti, Subramanyam;Choi, Yong Eui
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제43권1호
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    • pp.38-48
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    • 2019
  • Background: Interspecific ginseng hybrid, Panax ginseng ${\times}$ Panax quenquifolius (Pgq) has vigorous growth and produces larger roots than its parents. However, F1 progenies are complete male sterile. Plant tissue culture technology can circumvent the issue and propagate the hybrid. Methods: Murashige and Skoog (MS) medium with different concentrations (0, 2, 4, and 6 mg/L) of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) was used for callus induction and somatic embryogenesis (SE). The embryos, after culturing on $GA_3$ supplemented medium, were transferred to hormone free 1/2 Schenk and Hildebrandt (SH) medium. The developed taproots with dormant buds were treated with $GA_3$ to break the bud dormancy, and transferred to soil. Hybrid Pgq plants were verified by random amplified polymorphic DNA (RAPD) and inter simple sequence repeat (ISSR) analyses and by LC-IT-TOF-MS. Results: We conducted a comparative study of somatic embryogenesis (SE) in Pgq and its parents, and attempted to establish the soil transfer of in vitro propagated Pgq tap roots. The Pgq explants showed higher rate of embryogenesis (~56% at 2 mg/L 2,4-D concentration) as well as higher number of embryos per explants (~7 at the same 2,4-D concentration) compared to its either parents. The germinated embryos, after culturing on $GA_3$ supplemented medium, were transferred to hormone free 1/2 SH medium to support the continued growth and kept until nutrient depletion induced senescence (NuDIS) of leaf defoliation occurred (4 months). By that time, thickened tap roots with well-developed lateral roots and dormant buds were obtained. All Pgq tap roots pretreated with 20 mg/L $GA_3$ for at least a week produced new shoots after soil transfer. We selected the discriminatory RAPD and ISSR markers to find the interspecific ginseng hybrid among its parents. The $F_1$ hybrid (Pgq) contained species specific 2 ginsenosides (ginsenoside Rf in P. ginseng and pseudoginsenosides $F_{11}$ in P. quinquefolius), and higher amount of other ginsenosides than its parents. Conclusion: Micropropagation of interspecific hybrid ginseng can give an opportunity for continuous production of plants.

Effects of small tidal volume and positive end-expiratory pressure on oxygenation in pressure-controlled ventilation-volume guaranteed mode during one-lung ventilation

  • Byun, Sung Hye;Lee, So Young;Jung, Jin Yong
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제35권2호
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    • pp.165-170
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    • 2018
  • Background: The purpose of this study was to investigate whether tidal volume (TV) of 8 mL/kg without positive end-expiratory pressure (PEEP) and TV of 6 mL/kg with or without PEEP in pressure-controlled ventilation-volume guaranteed (PCV-VG) mode can maintain arterial oxygenation and decrease inspiratory airway pressure effectively during one-lung ventilation (OLV). Methods: The study enrolled 27 patients undergoing thoracic surgery. All patients were ventilated with PCV-VG mode. During OLV, patients were initially ventilated with TV 8 mL/kg (group TV8) without PEEP. Ventilation was subsequently changed to TV 6 mL/kg with PEEP ($5cmH_2O$; group TV6+PEEP) or without (group TV6) in random sequence. Peak inspiratory pressure ($P_{peak}$), mean airway pressure ($P_{mean}$), and arterial blood gas analysis were measured 30 min after changing ventilator settings. Ventilation was then changed once more to add or eliminate PEEP ($5cmH_2O$), while maintaining TV 6 mL/kg. Thirty min after changing ventilator settings, the same parameters were measured once more. Results: The $P_{peak}$ was significantly lower in group TV6 ($19.3{\pm}3.3cmH_2O$) than in group TV8 ($21.8{\pm}3.1cmH_2O$) and group TV6+PEEP ($20.1{\pm}3.4cmH_2O$). $PaO_2$ was significantly higher in group TV8 ($242.5{\pm}111.4mmHg$) than in group TV6 ($202.1{\pm}101.3mmHg$) (p=0.044). There was no significant difference in $PaO_2$ between group TV8 and group TV6+PEEP ($226.8{\pm}121.1mmHg$). However, three patients in group TV6 were dropped from the study because $PaO_2$ was lower than 80 mmHg after ventilation. Conclusion: It is postulated that TV 8 mL/kg without PEEP or TV 6 mL/kg with $5cmH_2O$ PEEP in PCV-VG mode during OLV can safely maintain adequate oxygenation.

국내에서 분리된 Pseudomonas syringae pv. actinidiae biovar 3 균주들의 subgroup 분포 (Distribution of Subgroups in Pseudomonas syringae pv. actinidiae Biovar 3 Strains Isolated from Korea)

  • 이영선;김경희;정재성
    • 생명과학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.52-58
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    • 2021
  • 키위에 세균성 궤양병을 일으키는 Pseudomonas syringae pv. actinidiae는 유전적 특성과 생산하는 독소에 따라 5개의 biovar (1, 2, 3, 5, 6)로 나누어진다. 그중 최근 전 세계적으로 유행하고 있는 biovar 3는 2011년부터 국내에서 분리되고 있다. RAPD 분석을 바탕으로 국내에서 분리된 biovar 3 균주는 6개의 subgroup (I, IV, V, VI, VII, VIII)으로 나누어진 바 있다. 본 연구에서는 차등되는 RAPD 밴드의 염기서열로부터 6개 subgroup 각각에 특이적인 SCAR primers를 개발하였다. 각 subgroup에 특이적인 이들 primers를 사용하여 2011-2017에 국내에서 분리한 biovar 3 균주들의 subgroup 분포를 조사하였다. 조사된 54개 균주 중 35개(64.8%)가 subgroup V에, 9개(16.7%) 균주가 subgroup IV, 4개(7.4%)가 subgroup VI, 3개(5.6%) 균주가 subgroup VII, 2개(3.7%)가 subgroup VIII, 그리고 1개(1.9%) 균주가 subgroup I에 속하였다. Subgroups IV, V 및 VI에 속하는 균주들은 각각 중국, 뉴질랜드, 칠레 균주와 연관이 있었다. 이 연구에 따르면 우리나라의 biovar 3 균주들은 유전적으로 다양하며 꽃가루를 통해 외국으로부터 유입된 것으로 추정된다.

$V_H$ Gene Expression and its Regulation on Several Different B Cell Population by using in situ Hybridization technique

  • Jeong, Hyun-Do
    • 한국어병학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.111-122
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    • 1993
  • B 세포의 $V_H$ 유전자가 어떠한 기작으로 선택되어지는 지는 현재 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 transformation 등의 방법에 의한 편향된 분석결과를 피하고자 in situ hybridization 기법을 이용하여 정상적인 single 세포가 발현한 $V_H$ 유전자를 분석하였다. $V_H$ 유전자간에 나타나는 DNA 배열의 유사성 때문에 in situ 기법에서 가장 중요한 것은 probe 농도와 세척 stringency의 결정이다. LPS-stimulated된 spleen B 세포에 대해서 $C{\mu}$$V_HJ558$ $^{35}S$-RNA probe는 $2{\sim}4{\times}106cpm$/slide의 농도에서 낮은 background와 적정수의 positive 세포를 관찰할 수 있었으며 세척조건으로서는 $54^{\circ}C$에서 40~50%의 formamide를 사용할때 최적이라는 것을 $C{\mu}$, $V_{H}S107$, 그리고 $V_{H}J558$ probe를 이용한 실험에서 결정하였다. 위의 조건하에서 spleen B 세포가 발현한 $V_H$ 유전자를 분석하여 본 결과 각각의 $V_H$ gene family 발현 빈도는 각각의 family 크기에 비례하여 결정된다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 여러 다른 발달 단계에 있는 bone marrow B 세포에 대해서도 동일한 결과를 보여 주어 어떤 특수 $V_H$ gene family의 발현이 B 세포의 발달단계에 따라 특이하게 변화하는 것은 아니라는 것을 나타내 보여 주었다. 그러므로 $V_H$ 유전자의 이용은 B 세포가 differentiation하는 것과는 무관하게 무작위 적으로 선택되어 진다는 것을 밝혔다.

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한국잔디에 발생하는 동전마름병 원인균의 유전 및 생리적 특성차이 (Genetic and Physiological Discrepancies from Isolates of Sclerotinia homoeocarpa causing Zoysiagrass Dollar Spot Disease)

  • 박대섭;김경덕;길준영;피재호
    • 아시안잔디학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.65-76
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    • 2006
  • 난지형 잔디인 한국 안양잔디에서 달라스팟의 병원균인 Sclerotinia honoeocarpa의 isolate, Scz1이 최근 새롭게 동정되었다. Scz1은 한지형 잔디인 크리핑 벤트그래스에서 분리된 표준 균주인 Scb1과는 다른 균사의 색상, 균사간의 친밀도 그리고 병 기주 특이성을 가지는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는, Scz1, Scz2(난지형 잔디에서 분리한 또 다른 달라스팟 병원균) 그리고 Scb1을 분자생물학적인 연구, internal transcribed spacer(ITS) 와 random amplified polymorphic DNA(RAPD) assays를 이용하여 동정 및 유전자적 차이를 알아보았다. ITS 실험의 결과, 3개의 isolates가 ITS 부분적 염기 서열 비교 BLAST에 등록되어 있는 S. homoeocarpa의 ITS 염기 서열과 $94{\sim}97%$의 동일성을 지니는 것으로 밝혀졌다. RAPD 실험 결과로는, Scz1과 Scb1의 similarity matrix 범위는 0.167이였고, Scz2와 Scb1은 0.139 그리고, Scz1과 Scz2은 0.713이였다. 계통수(系統樹) 결과는 Scb1과는 달리 Scz1과 Scz2는 유전적으로 높은 동일성을 지니고 있어, 같은 분류에 속한다는 것을 알 수 있었다. 달라스팟 병원균 억제에 효과적인 농약인 프로피코나졸에 대한 $EC_{50}$은 Scz1은 0.012 ${\mu}g/ml$, Scz2은 0.003 ${\mu}g/ml$ 그리고 Scb1은 0.030 ${\mu}g/ml$이었다. 상기 결과로, 동일 병원 기주성과 유사한 유전적 친밀성을 보인 Scz1과 Scz2는 S. homoeocarpa의 동일 그룹에 속하였으나 농약 민감도에서는 차이점을 보였다는 것을 알 수 있었다. 향후, 보다 더 많은 한지형과 난지형 잔디에서 분리된 병원균들을 이용하여 유전적 다양성을 밝히는 연구가 진행되어야 할 것이다.

오대산(五臺山) 전나무림(林)의 숲틈에서 발생(發生)된 전나무 치수(稚樹)들의 공간적(空間的) 유전구조(遺傳構造) (Spatial Genetic Structure of Needle Fir(Abies holophylla Seedlings on the Forest Gap Within a Needle Fir Forest at Mt. Odae in Korea))

  • 홍경낙;최영철;강범용;홍용표
    • 한국산림과학회지
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    • 제90권4호
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    • pp.565-572
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    • 2001
  • 본 연구는 오대산의 전나무 노령임분(老齡林分)내 숲틈에서 발생된 1~2년생 전나무 치수(416개체)의 공간적 유전구조를 파악하기 위하여 ISSR(inter-simple sequence repeats) 표지자 분석을 실시하였다. 대상 숲틈의 크기는 $1,500m^2(50m{\times}30m)$로 전나무이외 수종의 상층임관 일부와 중 하층임관이 제거되고, 전나무 성목은 입목고사(立木枯死) 혹은 수세가 불량한 상태이다. 31개의 다형성 ISSR 표지자를 이용한 공간의 자기상관성분석에서는 15.6m이내에 유전적 동질성을 갖으며, 이후 31.2m까지는 임의분포를 나타내었다. 숲틈내 전나무 성목의 평균수고(21.1m), 종자의 산포범위, 성목간 평균거리(23.7m)를 고려할 때, 전나무 치수의 유전적 군락 크기(genetic patch size)는 모수의 분포밀도에 따라서 제한받는 것으로 추정된다. 치수 산포에 대한 방향성 파악을 위하여 유전적 거리를 이용한 다차원척도법의 형상좌표를 '유전적 형상(genetic configuration)'으로 설정하고, 이를 이용한 분산도분석을 실시하였다. 지향성 분산도에서는 동서방향으로 거리의 증가에 따라 치수간 유전적 동질성이 계속 감소하는 것으로 나타났다. 오대산 전나무림의 막대한 종자생산량과 조사구내 치수 발생수의 임의분포와 임상(林床)의 균일성을 고려하면, 이러한 전나무 치수의 유전적 방향은 모수간 충실율 차이나 국소환경보다는 종자 산포의 방향성에 따른 것으로 생각된다.

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Pig6 DNA probe를 기반으로 하는 Prevotella intermedia ATCC 49046 균주-특이 PCR primer 개발 (Development of prevotella intermedia ATCC 49046 Strain-Specific PCR Primer Based on a Pig6 DNA Probe)

  • 정승우;유소영;강숙진;김미광;장현선;이광용;김병옥;국중기
    • 미생물학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.89-94
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    • 2006
  • 본 연구는 치주질환 병인론 연구에 빈번히 사용되는 Prevotella intermedia ATCC 49046 균주를 특이적으로 검출 및 동정할 수 있는 PCR primer를 개발하기 위하여 시행하였다. P. intermedia ATCC 49046 유전체 DNA를 추출하고, Hind III 제한효소를 이용하여 무작위 클로닝법으로 유전체 DNA 절편을 얻었다. Southern blot 분석법을 이용하여 DNA 절편의 특이성을 조사하였고, chain termination 법을 이용하여 핵산염기서열을 결정하였다. 이를 바탕으로 PCR primer를 설계하고, P. intermedia ATCC 49046에 대한 균주 특이성 및 검출 한계(민감도)를 조사하였다. Southern blot 분석 결과 Pig6 DNA probe는 서양인에서 분리 동정된 P. intermedia 균주와만 hybridization하였고, 한국인에서 분리 동정된 P. intermedia균주들과는 반응이 없었다. Pig6 DNA probe는 813 bp의 핵산염기로 구성되어 있었으며, 이를 바탕으로 설계된 Pig6-F3와 Pig6-R3 primer 쌍에 의해서는 서양 균주에 특이적인 PCR산물이 증폭되었다. Pig6-60F와 Pig6-770R primer 쌍에 의해서는 P. intermedia ATCC 49046 유전체 DNA에서만 특이적인 PCR 산물이 증폭되었다. 두 가지 primer 쌍들 각각에 대한 P. intermedia 유전체 DNA량의 검출 한계를 알아보기 위한 민감도실험 결과 두가지 primer 쌍들 모두 4 pg (약2000마리)까지 검출 가능하였다. 이상의 연구결과를 종합하면, Pig6-60F와 Pig6-770R primer쌍은 P. intermedia ATCC 49046을 균주 특이적으로 동정할 수 있어, 이 균주의 보존적 측면에서 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

한국 마늘 Potexvirus의 cDNA 유전자 분리 및 분포에 관한 연구 (Identification of a Potexvirus in Korean Garlic Plants)

  • 송종태;최진남;송상익;이종섭;최양도
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제38권1호
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    • pp.55-62
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    • 1995
  • 한국 마늘 바이러스의 유전자 구조와 병 발생 메카니즘을 연구하기 위하여, 바이러스가 감염된 마늘잎으로부터 바이러스 입자를 분리하고 RNA를 추출하였다. 그 virus RNA를 이용하여 마늘 바이러스 cDNA 유전자 은행을 만들어 일부 clone의 염기 서열을 결정하였다. 여기에서 얻은 cDNA clones 중에서 poly(A) tail을 갖는 clone S81를 분리하고 873 bp의 전체 염기서열을 결정하였다. Clone S81의 염기서열을 다른 식물 바이러스와 비교한 결과 potexvirus의 껍질단백질 부분의 염기서열과 $30{\sim}40%$의 유사성을 보여주었다. Clone S81은 바이러스 RNA의 3' 말단 부위에 해당하고, 껍질단백질의 N-terminal 3개 아미노산이 빠진 open reading frame (ORF) 및 3'-noncoding region을 포함하고 있다. 3' 말단 부분에는 바이러스 복제과정에서 cis-acting element로 작용한다고 여겨지는 hexamer motif와 polyadenylation signal이 존재한다. 이 clone을 probe로 하여 Northern blot을 실시한 결과 genome의 크기는 7.5 knt라는 것을 알 수 있었고 clone S81은 potexvirus의 cDNA clone이라는 결론을 얻었다. 한국 마늘에서 이 바이러스의 분포 양상을 알아보기 위해 껍질단백질에 대한 항체를 만들었다. 먼저 발현벡터를 이용하여 대장균에서 대량으로 발현시키고 affinity chromatography로 껍질단백질을 정제하였다. 그 단백질을 토끼에 주사하여 껍질단백질에 대한 항체를 얻었다. 이 항체를 사용하여 다양한 지역에서 재배되는 마늘잎의 추출액에 대해 immunoblot을 실시하였다. 그 결과 분자량 29,000과 27,000 위치에서 signal을 보였다. 분자량 27,000 단백질이 29,000이 분해되어 생긴 산물인지 알아보기 위하여 그 추출액을 $37^{\circ}C$에서 시간을 달리하여 incubation한 후 immunoblotting하였다. 그 결과도 마찬가지로 같은 위치에서 signal을 보여줬다. 따라서 한국 마늘에는 재배되는 지역에 따라 다소 다르기는 하지만 대체로 두 종류의 potexvirus로 감염되어 있다고 추정된다.

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